位错的基本类型.ppt

位错的基本类型及特征 工程材料理论切变强度与实际强度相差100～1000倍 刃型位错 可以想像为晶体内有一原子平面中断于晶体内部，这个原子平面中断处的边沿及其周围区域是一个刃型位错 刃型位错线周围的弹性畸变 点阵畸变是对称的，位错中心受到畸变度最大，离开位错中心畸变程度减小 位错形成 可能是在晶体形成过程（凝固或冷却）中产生的 晶体局部滑移形成刃型位错 晶体局部滑移形成刃型位错 晶体局部滑移形成刃型位错 晶体局部滑移形成刃型位错 晶体局部滑移形成刃型位错 晶体中的纯刃型位错环 几种不规则的刃型位错 刃型位错特征 2.2.2 螺型位错 假定在一块简单立方晶体中 螺型位错（Screw dislocation） 螺型位错分类 按照螺旋面前进的方向与螺旋面旋转方向的关系分 螺型位错特征： 1）螺型位错无额外半原子面，原子错排呈轴对称 2.2.3 混合位错 位错线与滑移矢量两者方向夹角呈任意角度 混合位错 AC位错线中 混合位错 2.3 柏氏矢量 柏氏矢量是描述位错性质的一个重要物理量 柏氏矢量的确定方法 1）人为假定位错线方向 刃型位错的柏氏回路与柏氏矢量 确定刃型位错的右手法则 螺型位错的柏氏回路和柏氏矢量 从柏氏矢量和位错线取向关系确定位错类型 (1) 刃型位错：柏氏矢量与位错线相垂直 螺型位错类型判断 柏氏矢量b的物理意义 1）表征位错线的性质 柏氏矢量b的物理意义 位错是滑移区和未滑移区的边界 1）柏氏矢量与回路起点选择无关，也与柏氏回路的具体路径，大小无关 位错密度 位错的密度 1.单位体积内位错线的总长度 *刘志勇 吉 首 大 学 物 理 与 机 电 工 程 学 院 JiShou University 晶体中位错的基本类型 1.刃型位错 2.螺型位错 3.混合位错 正刃型：位错半原子面位于某晶面的上半部位置的称为，记号“⊥”表示 中断处的边沿犹如在晶体中插入一把刀刃，故称之为“刃型位错”，在刃口处的原子列定义为“刃型位错线” 负刃型：位错半原子面位于某晶面下半部的称为，以“T”表示 含有刃型位错的晶体结构示意图 刃位错周围原子不同程度地偏离平衡位置，使周围点阵发生弹性畸变 正刃型位错：晶面上部原子拥挤，受压应力，晶面下部原子受拉应力 一般把点阵畸变程度大于正常原子间距1/4的区域宽度定义为位错宽度，约为2~5个原子间距 位错线长度有数百个到数万个原子间距，与位错长度相比，位错宽度非常小，所以把位错看作是线缺陷 晶体在塑性变形时也会产生大量的刃型位错 τ 力作用在晶体右上角，使右上角的上半部晶体沿滑移面向左作局部移动，使原子列移动了一个原子间距，从而形成一个刃型位错 τ τ 原子完整排列 τ τ 受切应力作用原子面移动 τ τ 受切应力作用原子面移动 τ τ 出现多余半原子面，表面形成台阶 刃型位错不一定是直线，可以是折线或曲线 从滑移这个角度来看，可以把位错定义为晶体中已滑移区域和未滑移区域的边界 晶体中的位错作为滑移区的边界，就不可能中断于晶体内部，它们或者中止于表面，或者中止于晶界和相界，或者与其它位错线相交，或者自行在晶体内形成一个封闭环 EFGH是位错环，是由于晶体中多了一片EFGH的原子层所造成的 这种位错环多由于空位集团崩塌而形成 （1）是由一个多余半原子平面所形成的线缺陷，位错宽度2~5个原子间距，位错是一管道 （4）晶体中产生刃型位错时，其周围点阵产生弹性畸变，既有正应变，又有切应变，使晶体处于受力状态，就正刃型位错而言，滑移面上方原子受到压应力，下方原子受到拉应力。负刃型位错则刚好相反 （2）位错滑移矢量b垂直于位错线，位错线和滑移矢量构成滑移的唯一平面即滑移面 （3）位错线不一定是直线，形状可以是直线，折线和曲线，位错环 沿某一晶面切一刀缝，贯穿于晶体右侧至BC处 在晶体的右侧上部施加一切应力τ，使右端上下两部分晶体相对滑移一个原子间距 BC线左边晶体未发生滑移，出现已滑移区与未滑移区的边界BC 右侧晶体上下两部分发生晶格扭动 从俯视角度看，在滑移区上下两层原子发生了错动，晶体点阵畸变最严重的区域内的两层原子平面变成螺旋面 畸变区的尺寸与长度相比小得多，在畸变区范围内称为螺型位错 已滑移区和未滑移区的交线BC则称之为螺型位错线 螺型位错与刃型位错的主要区别 左螺型位错 右螺型位错 符合右手定则（右手拇指代表螺旋面前进方向，其它四指代表螺旋面旋转方向）的称为右螺型位错，符合左手定则的称为左螺型位错 螺型位错线与滑移矢量平行 螺型位错受力时只存在平行位错线的切应力，而无正应力 螺型位错线移动方向与滑动方向相垂直 2）螺型位错与滑移矢量平行，故一定是直线 3）包含螺位错的面必然包含滑